Здравствуйте мои читатели! И особенно начинающие электронщики!!!
Продолжаем изучение блоков питания, особенности схем, и какую схему выбрать для блока питания.
В Уроке 36 я рассказал о токовой защите, установленной после регулятора напряжения, и назвал схему регулятором напряжения, а не стабилизатором. И один из читателей упомянул, что это параметрический стабилизатор напряжения, хочу по поводу комментария сделать разъяснение. Для этого вернемся к самой схеме, но без токовой защиты.
В этой схеме параметрический стабилизатор выполнен на стабилитроне VD5 и резисторе R1. Потенциометр R2 собственно и является регулятором напряжения, которое с помощью эмиттерного повторителя, выполненного на сдвоенном транзисторе VT1 и VT2 – усилителя мощности подаётся на нагрузку. Вместе потенциометр R2 и эмиттерный повторитель являются регулятором напряжения повышенной мощности. На выходе регулятора напряжение практически равно напряжению с потенциометра, но всё же не стабилизировано…
Чтобы реализовать правильный стабилизатор напряжения необходимо организовать цепь сравнения заданного напряжения и полученного на выходе. Иногда эти две функции объединены в одно цепочке. Обычно это потенциометр с ограничительными резисторами. Для примера привожу фрагмент схемы, выполненной многомиллионным тиражом. Это блок питания БП-15 от телевизора УПИМЦТ, серии Ц-208.
Рассмотрим стабилизатор +12В. В нем задатчиком напряжения является стабилитрон VD5 – Д814А, сравнивающее устройство транзистор VT3 – КТ315В, а цепь контроля выходного напряжения выполнена цепочкой R6, R7, R8. Хочу заметить, что параметрический стабилизатор VD5 и R4 так же подключены к стабилизируемому напряжению и это так же повышает стабилизирующие параметры схемы. У такого стабилизатора есть недостаток – он без принудительного «толчка» не запускается. Вот для этого в схему включены резисторы R3, R5 и R25. Они в момент подачи напряжения, когда транзисторы еще не открылись, подают начальное напряжение и обеспечивают запуск. Стабилизатор практически сразу становится под нагрузку ( все модули телевизора ), вот поэтому общее сопротивление резисторов выбрано 30 Ом, и в процессе работы они частично «помогают» транзистору… В стабилизаторе +15В запуск облегчен отсутствием нагрузки в момент включения ( усилитель НЧ на микросхеме К174УН7 или А210К ). Из-за этого резистор R11 выбран такой величины.
Это экскурсия в прошлое для ознакомления с основами стабилизации выходного напряжения. И прошу обратить внимание на резистор R1 – 3,9 Ом, включенный последовательно с стабилизатором +12В, при этом он практически не влияет на работу стабилизатора, а только облегчает температурный режим мощного транзистора. Вывод: R1 в схеме стабилизатора можно применять в качестве датчика величины тока схемы ограничения и защиты.
Рассмотрим несколько простейших вариантов токовой защиты от перегрузки.
Первое, что надо отметить – это все микросхемные стабилизаторы контролируют установленное напряжение на нагрузке. Ограничение, точнее токовая защита есть к каждой микросхеме. Регулировка напряжения ( для LM317 и ей подобным ) осуществляется после стабилизаторов, следовательно, защиту на меньший ток надо ставить до стабилизатора. И резистор-датчик можно устанавливать в любом проводе ( плюсовом или минусовом), все зависит от какие транзисторы есть в наличии.
Эту схему я уже приводил. Величина выходного напряжения устанавливается конкретно для потребителя. Видимо, автор применил этот стабилизатор для питания радиостанции ( трансивера ) и сделал защиту быстродействующую с блокировкой чтобы обеспечить защиту радиостанции. И только после выяснения причины и её устранения повторно включать питание. Очень мудрое решение. В большинстве промышленной аппаратуры применяется ещё и дополнительное выжигание предохранителя, выполненное на тиристоре. «Выжигатели предохранителей» на тиристорах мы рассматривать не будем, но вполне возможно, что и этот вариант защиты рассмотрим если кто-то проявит к ним интерес…
Рассмотрим ещё один вариант токовой защиты для стабилизатора напряжения, выполненного на LM317T.
Эта схема очень похожа на схему, предложенную UA1ZH, но в ней отсутствует полное отключение выходного напряжения ( почти полное ). В то же время, при достижении тока нагрузки заданной величины, выходное напряжение начинает снижаться. Схема переходит в режим ограничения тока. При определённом подборе элементов токовой защиты можно добиться очень четкого ограничения, а если заменить кремниевый транзистор VT1 на германиевый, можно существенно повысить чувствительность токовой защиты ( снизить начало минимального порога ограничения тока ). На следующем практическом занятии рассмотрим работу этого варианта токовой защиты и регулировку токового ограничения в вариантах с кремниевым транзистором и с германиевым.
Схем блоков питания много и простых, и сложных, а какой же собирать? Всё зависит от желания, ресурсов и перспективы в будущем. Хочу отметить, что при выборе схемы надо быть очень внимательным! Все люди могут ошибаться, могут быть опечатки, но самое обидное – это когда автор публикует схему именно схему не проверяя и не собирая её!!! Схему на Рис.3 я не собирал и не проверял по простой причине – я верю радиолюбителям, которые не стесняются указать свой позывной на схеме. Схему на Рис.4 я буду собирать, проверять и испытывать! О результатах проверки и испытании будет отдельная публикация.
Теперь вот о схеме с ошибками:
Резистор R6 показан как 240К – при таком номинале схема работать не будет! Там должно быть 240 Ом. Автор просто торопился и машинально поставил букву «К». Но вот два других красных овала заставляют задуматься. Первое – это диод VD2! Он установлен правильно и ток пойдет от нагрузки в минус источника питания, но в схеме ещё установлен диод VD1, предназначенный для защиты LM317T в аварийной ситуации! Так вот, при наличии VD2 диод VD1 не сможет выполнять защитную функцию!!! Теперь второе – это светодиод LED2 и резистор R3! Какую функцию выполняет эта цепочка? Потенциометр RP1, предназначенный для регулировки выходного напряжения, не сможет выполнять свою задачу как только его величина станет больше чем резистор R3 плюс напряжение загорания светодиода ( даже при самом малом свечении ). Светодиод LED2 и резистор R3 не дадут увеличивать напряжение!!! Вот два маленьких подводных камешка, но их надо обязательно обойти и задать себе вопрос: а автор «это» собирал или просто пофантазировал?
Теперь ещё и о Винтике и Шпунтике! Очень красивые персонажи и судя по книге и мультфильмах грамотные умельцы, но вот этот блок питания явно не их разработка!
Не доглядел Самоделкин! Защита есть, а стабилизации нет, особенно если потребитель постоянно изменяет ток потребления, например, УЗЧ ( усилитель звуковой частоты – раньше назывался УНЧ ). В пределах изменения тока нагрузки, напряжение на нагрузке «гуляет».
Ещё несколько слов о токовой защите…
Если в Вашем БП она действительно требуется, то соберите самую простую, но очень надежную схему. Показываю её без правок! К сожалению, автора я не знаю, но хочу его поблагодарить за его труд!
Схему можно выполнить отдельным узлом, сразу за сглаживающим фильтром. Мощный транзистор Т1 может быть различной мощности и иметь различный коэффициент усиления, самый лучший вариант – транзистор составной или транзистор Дарлингтона, а транзистор Т2 желательно взять германиевый, но такие транзисторы сейчас трудно найти…
Но самый главный и единственный совет – перед «упаковкой» схемы блока питания в корпус, его надо обязательно испытать на макетной плате во всех режимах! И только после этого думать о габаритах корпуса и размещении органов управления и приборов на передней панели. Внешний вид БП отдельная и очень интересная творческая работа, связанная с механической обработкой материалов. О создании и проектировании корпусов будет несколько работ, но немного позже.
Материал по блокам питания будет ещё в следующей публикации.
Если материал понравился, и Вы нашли в нём полезное для себя не посчитайте за труд и оставьте свой отзыв! Очень буду рад прочитать Ваши комментарии.
Чаще заходите на мой канал, подписывайтесь! Информация учебного и познавательного характера будет регулярно пополняться!
Желаю Всем читателям здоровья и успехов в творчестве!!!
